2025年高壓電工考試題庫：高壓繼電保護原理試題與電氣設(shè)備保護技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.繼電保護裝置的基本任務(wù)不包括（）。A.快速切除故障B.自動恢復(fù)系統(tǒng)運行C.保證系統(tǒng)選擇性動作D.提高系統(tǒng)運行可靠性2.電流繼電器根據(jù)輸入電流達到一定值并動作后，需要手動或自動復(fù)位的繼電器是（）。A.速斷電流繼電器B.段電流繼電器C.限時電流繼電器D.電流方向繼電器3.在電力系統(tǒng)中，反映距離的繼電器是（）。A.電流繼電器B.電壓繼電器C.阻抗繼電器D.方向繼電器4.對于電壓等級較高、線路較長且負荷變動較大的輸電線路，通常采用（）作為主要保護。A.電流電壓保護B.距離保護C.差動保護D.重合閘5.變壓器差動保護在區(qū)外故障時，可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是（）。A.只動作于斷路器跳閘B.只發(fā)出故障信號C.可能發(fā)生越級跳閘D.保護可靠不動作6.油浸式變壓器內(nèi)部的瓦斯保護主要用于反映（）。A.繞組相間短路B.繞組匝間短路C.變壓器內(nèi)部著火D.變壓器油箱內(nèi)故障（如漏油、著火、嚴重繞組故障產(chǎn)生氣體）7.當(dāng)線路始端發(fā)生故障時，能保證選擇性，但動作時間較長的保護是（）。A.速斷保護B.限時電流保護C.距離保護D.差動保護8.繼電保護的“選擇性”是指（）。A.保護裝置應(yīng)動作迅速B.保護裝置應(yīng)靈敏可靠C.保護裝置應(yīng)只將故障設(shè)備或線路切除，不應(yīng)影響非故障部分D.保護裝置應(yīng)能在任何故障下都動作9.在繼電保護中，衡量保護對故障反應(yīng)能力的指標是（）。A.可靠性B.選擇性C.靈敏性D.速動性10.構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護裝置的核心部分是（）。A.二次回路B.操作電源C.感測元件與邏輯判斷元件D.輸出執(zhí)行元件二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.繼電保護裝置動作后，必須手動將故障設(shè)備隔離。（）2.電流保護的動作電流一般應(yīng)大于正常運行時可能出現(xiàn)的最大負荷電流。（）3.方向繼電器用于判別故障電流的方向，保證保護在電網(wǎng)中的選擇性配合。（）4.變壓器差動保護能有效地保護變壓器內(nèi)部和外部（如套管引線）的相間短路故障。（）5.限時電流保護通常作為線路的后備保護，其動作時間應(yīng)比下一級保護長。（）6.繼電保護的速動性是指保護裝置應(yīng)盡可能快速地切除故障，以減少故障造成的損失。（）7.繼電保護的可靠性是指保護裝置在應(yīng)該動作時不誤動，不應(yīng)該動作時不拒動。（）8.距離保護的測量元件是根據(jù)故障點到保護安裝點的距離大小來決定是否動作的。（）9.重合閘裝置是繼電保護系統(tǒng)的一部分，用于在瞬時性故障清除后自動恢復(fù)供電。（）10.繼電保護屏上的信號燈“綠燈亮”通常表示對應(yīng)回路或設(shè)備處于正常狀態(tài)。（）三、簡答題1.簡述繼電保護裝置的四個基本要求及其含義。2.簡述電流保護、距離保護和差動保護各自的主要優(yōu)缺點及適用范圍。3.變壓器有哪些主要的保護方式？請分別說明其作用。4.什么是保護裝置的“整定”？整定計算中通常需要考慮哪些主要參數(shù)？5.為什么在輸電線路的保護中常常需要配置重合閘裝置？四、計算題1.某輸電線路采用限時電流保護，其動作電流按躲過線路最大負荷電流整定，最大負荷電流為450A。為使保護在通過5A的直流系統(tǒng)內(nèi)阻時可靠不動作，繼電器靈敏系數(shù)整定系數(shù)取1.3，已知繼電器線圈內(nèi)阻為1000Ω，試計算繼電器啟動電流應(yīng)整定為多少？并校驗通過最大負荷電流時靈敏系數(shù)是否滿足要求（假設(shè)此時線路最小運行方式下的短路電流為1500A）。2.一臺變壓器額定容量為100MVA，額定電壓為110/11kV，采用差動保護。在正常運行和外部故障時，流過差動回路中的不平衡電流分別為2A和5A。試問該差動保護的不平衡電流在正常運行和外部故障時分別是多少？簡述產(chǎn)生不平衡電流的主要原因。---試卷答案一、選擇題1.B*解析思路：繼電保護的基本任務(wù)是在發(fā)生故障時快速、有選擇性地切除故障，保證非故障部分繼續(xù)運行，并盡可能縮小故障影響。自動恢復(fù)系統(tǒng)運行通常由發(fā)電機、自動裝置等完成，不是繼電保護的主要任務(wù)。2.C*解析思路：限時電流繼電器（如時間繼電器、過流繼電器）動作后通常需要經(jīng)過一個預(yù)設(shè)的時間延時，然后通過出口回路跳閘或發(fā)出信號。速斷電流繼電器動作后通常瞬時動作，部分具有自動復(fù)位功能。電流方向繼電器動作后一般也瞬時動作并自動復(fù)位。段電流繼電器通常指具體時限段的電流繼電器，其復(fù)位方式依類型而定，但限時特性是關(guān)鍵。3.C*解析思路：阻抗繼電器（或稱距離繼電器）的測量元件輸出與故障點到保護安裝點的電壓與電流的比值（即阻抗）有關(guān)，這個阻抗值大致正比于故障點到保護的距離。電流繼電器和電壓繼電器反映電流或電壓的大小，方向繼電器反映電流的方向。4.B*解析思路：電流電壓保護適用于較短、負荷較穩(wěn)定或無明確電源端的線路。距離保護能根據(jù)距離（阻抗）大小判斷故障點位置，具有明確的方向性，動作時間與距離成正比，非常適合長距離輸電線路，尤其適用于負荷變動大、需要明確選擇性配合的情況。5.C*解析思路：差動保護在區(qū)外故障時，故障電流流過差動回路兩端的電流互感器，理論上大小相等方向相反，差電流接近零。但由于電流互感器特性不一致、存在勵磁變化等，可能產(chǎn)生不平衡電流，如果此不平衡電流大于差動繼電器的啟動值，則可能誤動導(dǎo)致區(qū)外跳閘。保護可靠不動作是理想情況。6.D*解析思路：瓦斯保護是利用變壓器油箱內(nèi)故障（如繞組短路產(chǎn)生氣體、漏油導(dǎo)致油位下降）時產(chǎn)生的氣體或油流觸發(fā)浮子或檔板動作來發(fā)出信號或跳閘的。它主要反映變壓器內(nèi)部的、能產(chǎn)生顯著氣體或油流的故障。7.B*解析思路：速斷保護動作最快，但保護范圍固定，可能越級。限時電流保護（如過流保護）動作時間相對固定或與電流大小相關(guān)，能保證選擇性，但動作時間比速斷長。距離保護根據(jù)故障距離動作，最遠點動作時間最長，但能精確反映故障位置并保證選擇性。差動保護理論上區(qū)內(nèi)故障瞬時動作，最快速。此處限時電流保護是相對速斷和距離而言，指其動作時間介于兩者之間或按預(yù)定時限動作，是常見的保證選擇性的方式。8.C*解析思路：選擇性要求保護在靠近故障點的設(shè)備或線路首先動作，將故障切除，同時保證系統(tǒng)其他部分不受影響。這是保護配置和整定的核心目標。9.C*解析思路：靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力，通常用靈敏系數(shù)來衡量。靈敏系數(shù)越高，保護對故障的反應(yīng)能力越強。10.C*解析思路：繼電保護裝置的核心是能夠感知被保護對象的狀態(tài)變化（感測元件，如電流互感器、電壓互感器），并根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯關(guān)系判斷是否滿足動作條件（邏輯判斷元件，如各種繼電器），最后發(fā)出指令（輸出執(zhí)行元件）。二、判斷題1.錯誤*解析思路：繼電保護動作后，由斷路器的跳閘機構(gòu)執(zhí)行跳閘操作隔離故障設(shè)備。保護裝置本身不直接隔離設(shè)備，其作用是發(fā)出跳閘指令。2.正確*解析思路：保護裝置的動作電流必須大于正常運行時可能出現(xiàn)的最大負荷電流（包括正常峰值負荷、啟動電流等），以防止保護在正常運行時誤動。3.正確*解析思路：在環(huán)網(wǎng)或有多電源的線路上，故障電流可能從多個方向流入，方向繼電器可以判斷故障電流的方向，確保只有正確的保護動作，避免越級，實現(xiàn)選擇性。4.錯誤*解析思路：變壓器差動保護主要保護變壓器內(nèi)部（如繞組、套管）和連接處（如CT二次側(cè)）的相間短路。對于外部故障，差動保護會因故障電流過大而產(chǎn)生不平衡電流可能誤動，或因外部故障導(dǎo)致CT飽和可能不動作，其作用是區(qū)分內(nèi)外故障，而非直接保護整個外部線路。5.正確*解析思路：為了在下一級保護因故障或拒動而無法動作時，能夠提供后備保護，下一級保護的時限通常比上一級（或同級相鄰）的保護時限長。6.正確*解析思路：速動性是繼電保護的重要性能，快速切除故障可以減少設(shè)備損壞、線路停電時間、系統(tǒng)損耗和電壓劇烈波動，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。7.正確*解析思路：可靠性是衡量保護裝置質(zhì)量的關(guān)鍵指標，要求在故障時應(yīng)動則動（可靠性高，不拒動），在正常運行或非故障情況下不應(yīng)動作（可靠性高，不誤動）。8.正確*解析思路：距離保護的核心原理就是測量故障點與保護安裝點之間的距離（以阻抗值表示），當(dāng)測量值超出預(yù)設(shè)范圍或符合整定曲線時，保護動作。其動作時間與距離大致成正比。9.正確*解析思路：重合閘裝置是利用線路的瞬時性故障（如雷擊、鳥獸碰觸等）自動恢復(fù)供電的裝置，它與繼電保護配合工作，在保護動作跳閘后，經(jīng)過一定延時，若判斷故障已消失，則自動將斷路器重合。10.正確*解析思路：在繼電保護屏或控制屏上，常綠燈表示設(shè)備或回路處于正常、帶電或準備就緒狀態(tài)。紅燈通常表示設(shè)備或回路處于故障、跳閘或異常狀態(tài)。三、簡答題1.簡述繼電保護裝置的四個基本要求及其含義。*答：四個基本要求是可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。*可靠性：指保護裝置應(yīng)在應(yīng)該動作時不誤動（不拒動），不應(yīng)該動作時不誤動（不越級）。*選擇性：指保護裝置應(yīng)只將故障設(shè)備或線路切除，不應(yīng)影響系統(tǒng)其他非故障部分，即故障點越靠近，保護越先動作。*靈敏性：指保護裝置應(yīng)能對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)作出反應(yīng)，即故障時能可靠動作，故障越輕微，保護越靈敏。*速動性：指保護裝置應(yīng)盡可能快速地切除故障，以減少故障造成的損失和對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2.簡述電流保護、距離保護和差動保護各自的主要優(yōu)缺點及適用范圍。*答：*電流保護：*優(yōu)點：原理簡單、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、配置方便。*缺點：保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響大、靈敏性不高、易受短路電流中非周期分量影響、選擇性難以保證（尤其在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)）。*適用范圍：一般用于負荷電流較大、短路電流變化較小的線路，或作為主保護、后備保護、接地保護等。*距離保護：*優(yōu)點：保護范圍與系統(tǒng)運行方式基本無關(guān)、具有明確的方向性、能較準確地反映故障點到保護安裝點的距離、動作時間與距離成正比，易于實現(xiàn)選擇性配合。*缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高、對系統(tǒng)參數(shù)變化較敏感、受頻率變化影響（需配合頻率自動調(diào)整裝置）、在特殊線路（如平行線路、環(huán)網(wǎng)）上可能需要配合。*適用范圍：廣泛用于中、長距離輸電線路作為主保護。*差動保護：*優(yōu)點：原理簡單（理想條件下）、動作速度極快、能可靠地保護保護范圍內(nèi)部故障、不受系統(tǒng)運行方式影響、具有強烈的方向性。*缺點：對保護區(qū)外部故障及保護裝置本身故障（如CT飽和、二次回路開短）可能誤動，需采取各種措施防止；接線復(fù)雜，需要兩側(cè)CT配合；不能保護CT二次回路以外區(qū)域的故障。*適用范圍：主要用于發(fā)電機、變壓器、母線等核心、重要設(shè)備的內(nèi)部相間短路保護。3.變壓器有哪些主要的保護方式？請分別說明其作用。*答：變壓器的主要保護方式包括：*差動保護：主要作用于變壓器內(nèi)部（繞組、套管）和連接處的相間短路故障，以及內(nèi)部故障引起的不平衡電流。其作用是快速、可靠地切除內(nèi)部故障。*瓦斯保護（氣體保護）：作用于變壓器油箱內(nèi)部的故障，如嚴重繞組故障產(chǎn)生氣體、漏油導(dǎo)致油位下降等。其作用是反映油箱內(nèi)部故障并發(fā)出信號或跳閘。*繞組接地保護（零序保護）：作用于變壓器繞組單相接地故障。其作用是防止單相接地故障發(fā)展為相間短路或產(chǎn)生危害，通常發(fā)出信號，嚴重時跳閘。*過勵磁保護：作用于變壓器電壓高于額定電壓且頻率低于額定頻率的情況。其作用是防止鐵芯過飽和、勵磁電流過大導(dǎo)致絕緣損壞。*過負荷保護：作用于變壓器長時間過負荷運行。其作用是發(fā)出信號提醒，或根據(jù)情況實現(xiàn)有選擇性的跳閘，防止設(shè)備因過熱損壞。*限時過流保護（復(fù)合電壓閉鎖過流保護等）：作為差動保護、瓦斯保護等的后備保護，用于切除差動保護或瓦斯保護拒動時的外部相間短路故障。其作用是提供后備保護，保證選擇性切除故障。4.什么是保護裝置的“整定”？整定計算中通常需要考慮哪些主要參數(shù)？*答：保護裝置的“整定”是指根據(jù)被保護對象的特性、系統(tǒng)的接線方式、運行方式以及保護裝置的要求，計算并確定保護裝置各參數(shù)（如啟動值、時限、定值等）的過程。*整定計算中通常需要考慮的主要參數(shù)有：*被保護設(shè)備或線路的正常運行參數(shù)（如額定電流、額定電壓）。*可能出現(xiàn)的最大負荷電流（包括正常負荷、啟動電流、過負荷電流等）。*系統(tǒng)在不同運行方式下的最小和正常、最大短路電流（包括正常運行、各種故障類型、不同接線方式下的電流）。*系統(tǒng)中阻抗繼電器的整定阻抗范圍和動作特性。*保護裝置本身的特性（如繼電器的返回系數(shù)、靈敏系數(shù)要求、動作時間特性等）。*繼電保護之間的選擇性配合要求（動作時限級差、靈敏系數(shù)配合等）。*自動重合閘、安全自動裝置等的配合要求。5.為什么在輸電線路的保護中常常需要配置重合閘裝置？*答：在輸電線路的保護中配置重合閘裝置的主要原因在于：*線路發(fā)生故障時，大多數(shù)是瞬時性故障（如雷擊、鳥獸碰觸、大風(fēng)引起的臨時接地等）。這些故障在故障電流消失（如斷路器跳閘）后，線路故障點通常會自行清除。*重合閘裝置能在保護動作跳閘后，經(jīng)過一個預(yù)定的時間間隔，自動將斷路器重新合閘。*如果故障已消失，重合閘成功，線路即可恢復(fù)供電，避免了因瞬時性故障而造成的長時間停電，提高了供電的可靠性。*即使重合閘失?。ü收先匀淮嬖冢脖扔谰眯怨收蠒r立即停電要好，可以為進一步的處理（如改為備用電源或進行搶修）爭取時間，并可能減輕對系統(tǒng)的影響。四、計算題1.某輸電線路采用限時電流保護，其動作電流按躲過線路最大負荷電流整定，最大負荷電流為450A。為使保護在通過5A的直流系統(tǒng)內(nèi)阻時可靠不動作，繼電器靈敏系數(shù)整定系數(shù)取1.3，已知繼電器線圈內(nèi)阻為1000Ω，試計算繼電器啟動電流應(yīng)整定為多少？并校驗通過最大負荷電流時靈敏系數(shù)是否滿足要求（假設(shè)此時線路最小運行方式下的短路電流為1500A）。*解析思路：首先計算繼電器啟動電流的下限，使其在5A內(nèi)阻上可靠不動作。然后計算在最小短路電流下的靈敏系數(shù)，并與整定靈敏系數(shù)比較。*解：①繼電器啟動電流下限整定：*繼電器啟動電流Iop_min=5A/1000Ω=0.005A=5mA*為保證可靠不動作，繼電器啟動電流應(yīng)整定大于5mA。假設(shè)整定為Iop=6mA。*考慮躲過最大負荷電流：Iop≥(Krel×Imax_load)/(Kh×Kres)*Krel：可靠系數(shù)，一般取1.05~1.3，取1.3*Imax_load：最大負荷電流，450A*Kh：返回系數(shù)，一般取0.85~0.95，取0.9*Kres：繼電器實際最小啟動電流與整定值之比，Kres=5mA/Iop*代入：Iop≥1.3×450A/(0.9×5mA/Iop)*Iop≥1.3×450/(0.9×0.005)×Iop*Iop≥1.3×450/0.0045×Iop*Iop2≥1.3×450/0.0045*Iop2≥1.3×100000*Iop2≥130000*Iop≥√130000≈360.6A*比較兩種計算結(jié)果，繼電器啟動電流應(yīng)整定360.6A。*②校驗靈敏系數(shù)：*靈敏系數(shù)Ksen=Is_min/Iop*Is_min：最小短路電流，1500A*Iop：整定動作電流，360.6A*Ksen=1500A/360.6A≈4.15*要求靈敏系數(shù)Ksen≥Ksen_min=1.3*4.15≥1.3，滿足要求。2.一臺變壓器額定容量為100MVA，額定電壓為110/11kV，采用差動